[发明专利]一种改性隔膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性隔膜及其制备方法和应用，包括基膜和改性层；改性层涂覆于所述基膜的至少一表面；其中，改性层包括透明改性剂和氧化石墨烯，氧化石墨烯的含量为0.5mg/mL～5mg/mL。相比于现有技术，本发明的改性隔膜，添加了一定量的氧化石墨烯，氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，用GO表示，其颜色为棕黄色，棕黄色的氧化石墨烯与透明改性剂混合，可以有效改善透明改性剂因其透光性强、涂覆层薄，而导致无法判断其涂覆均一性的问题，加入GO后，CCD相机即可通过颜色的差异从而检测出涂覆的均一性，由此解决了目前难以检测改性层涂覆均一的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种改性隔膜及其制备方法和应用。

背景技术

锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

但目前的聚烯烃隔膜的结晶度高、表面能低、极性小，与电解液的亲和性、润湿性和保液性均较差，与正负极片表面的接触性也较差，容易造成锂离子电池内阻升高。因此需要对隔膜进行改性，目前许多厂商会在聚烯烃隔膜表面涂覆一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，以达到改善聚烯烃隔膜与电解液的亲和性以及与极片的界面粘接性的目的。然而目前PMMA的涂覆均为薄薄的一层，以现在的检测手段难以时时监控在涂覆过程中PMMA涂覆的均匀性以及是否涂覆成功。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种改性隔膜，以解决目前无法判断隔膜表面的涂层涂覆是否均匀的问题，本发明改性后的隔膜能够被准确表征出其表面的涂层涂覆的均匀性，且还能增加隔膜对电解液的亲和性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性隔膜，包括：

基膜；

改性层，涂覆于所述基膜的至少一表面；

其中，所述改性层包括透明改性剂和氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的含量为0.5mg/mL～5mg/mL。

本发明提供的改性隔膜，添加了一定量的氧化石墨烯，氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，用GO表示，其颜色为棕黄色，棕黄色的氧化石墨烯与透明改性剂混合，可以有效改善透明改性剂因其透光性强、涂覆层薄，而导致无法判断其涂覆均一性的问题，加入GO后，CCD相机即可通过颜色的差异从而检测出涂覆的均一性，由此解决了目前难以检测改性层涂覆均一的问题。

另外，氧化石墨烯是一种可视为非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。其长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。此外，氧化石墨烯因经氧化后，还具有以下优点：1)其表面及边缘会引入大量的含氧基团，虽其碳骨架具有疏水特性，但表面的含氧基团又使其具有亲水性，由此GO能够很好地分散在水溶液里；2)随着其上的含氧官能团增多，性质可以较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。因此，将氧化石墨烯与透明改性剂混合，可以有效改善隔膜对电解液的亲和性。

优选的，所述改性层的涂覆厚度为0.1μm～3μm。改性层主要是用于改善隔膜和极片间的粘接力问题，过厚的涂覆层容易造成基膜多孔结构的堵塞，进而影响锂离子的传输，特别是加入了GO的隔膜，因氧化石墨烯是一种特别容易成膜的物质，因此更应控制好改性层的涂覆厚度，以免影响了锂离子电池的性能。更优选的，所述改性层的涂覆厚度为0.1～0.5μm、0.5～1μm、1～1.5μm、1.5～2μm、2～2.5μm、或2.5～3μm。